Для создания тени от лазера ученые из Брукхейвенской национальной лаборатории пропустили луч зеленого лазера сквозь рубиновый куб. А сбоку осветили его синим лазером. В результате зеленый свет в итоге заблокировал часть синего и спроецировал свой контур на экране, пишет New Atlas.

Ученые утверждают, что этот контур отвечает ряду критериев тени: его можно наблюдать невооруженным глазом, он соответствует форме поверхности, на которую падает, и меняется в зависимости от изменения формы и положения луча зеленого света. Максимальная контрастность этой тени составляет 22%, примерно как у дерева в солнечный день.

Происходит это потому, что зеленый луч, попадая в рубин, повышает количество поглощенного кристаллом синего света. Когда этот синий свет попадает в экран, находящийся за ним, он оставляет более темное пятно, точно повторяющее по форме и расположению луч зеленого лазера.

Поскольку эффект лазерной тени требует наличия рубина, возникает интересный вопрос, что именно блокирует свет синего лазера: фотоны зеленого лазера или атомы рубина? Проходя сквозь вещество, свет создает квазичастицы поляритоны. Так как они обладают массой, они и отбрасывают тень. Но с другой стороны, поляритоны еще и наполовину фотоны, и тень без них не возникла бы. Кроме того, форма тени совпадает с первым, зеленым лучом лазера, напоминают исследователи.

«Лазерный свет, отбрасывающий тень, прежде казался невозможным, поскольку свет проходит сквозь свет, не вступая во взаимодействие, — сказал Рафаэль Абрахао. — Наша демонстрация парадоксального оптического эффекта заставляет переосмыслить понятие тени».

Немецкие ученые впервые смогли экспериментально проверить теоретические предсказания о том, как происходит переход в экзотическое состояние вещества — одномерный газ, состоящий из частиц света. Метод, который исследователи применили для проведения этого эксперимента, можно будет использовать в дальнейшем для изучения квантовых эффектов.